Композиционные спеченные антифрикционные материалы - Федорченко И.М.
Скачать (прямая ссылка):
4,09 1900 (под давлением) 1550 45,30 0,13-0,48 0,42
—оо С) при температурах от ?пп „„ <)ПлоГ ™ аргона (точка росы •ость сульфидов, определенная 100 С> ТемпеР«УРная устойта-
яявашш табл. 69 [234J. мет°Д<>м потери массы, характеризуется
еы прИ^ХгоеГТоВа„Н^1,СуЛЬфиД0в наблюдалась большая потеря мас-«осставоаднвем по,и™.МК Диссоциацией сульфидов, так и us ** в пмисхоп^ Г М6ТаЛЛа ДРИ нагРеве в водороде. При яагре-
«ргднв происходит диссоциация сульфидов. Например, сернистый
1)0
деяк, часто употребляемый в настоящее время в качестве антифрикцион-ВОЙ добавки, интенсивно разлагается при нагреве. Интенсивность потерь 8 массе сернистого цинка (в состоянии свободной насыпки) существенно яависит от температуры, влажности газа и его состава (рис. 89, 90) [247].
Известно, что при нагревании в водороде сернистый цинк возгоняется без разложения. Однако в присутствии влаги происходит частичное
a S
Рис. 88. Зависимость убыли массы порошков MoS2 и NbSi6 (а) и WS2, TaS2 (б) от температуры нагрева в вакууме при выдержке 1 ч.
разложение сернистого цинка и его окисление (в экспериментах на холодных частях муфеля раздельно конденсировались сера и окись цинка). Следовательно, при введении сульфидов металлов в состав композиционных материалов спекание их как в водороде, так и в аргоне может сопровождаться полным или частичным разложением сульфидов и, как следствие, взаимодействием серы и металлической матрицы основы и легированием осповы металлом, освободившимся от серы. Температурная устойчивость сульфидов определяется также присутствием основного металла композиционного материала.
Для железа при нагреве в вакууме в зоне контакта сульфид — пленка идут реакции взаимодействия с образованием ферросульфата. Опреде-
Табляца 69. Измеиеиие массы (%) порошков некоторых сульфидов при нагреве в водороде и аргоне
B водороде В аргоне
Сульфид о ф о CJ о о О О • о о • о о СО • о о о и о о о ч—( о о О о CM о • о о ~# о • о о да и в о о OO о о О О о о а о О
Bi2S3 CdS Sb4S, CoS3 Cu8S MoS2 5,5 OJ 3,2 3,5 4,9 0,4 18,0 4,8 8,2 15,4 6,8 1,0 19,3 10,2 20,0 30,3 7,8 1,5 20,0 76,0 56,0 8,30 2,0 53,3 60,4 9,3 3,7 10,0 од 0,4 3,2 0,2 3,5 0,4 0,4 0,70 6,0 10,4 3,7 1,0 8,9 2,5 7,2 12,2 3,9 1,2 10,0 3,0 26,0 47,0 4,4 1,5 12,0 8,2 55,0 4,6 2,6 15,0 30,0 6,0
5*
131
ІіМИЩіїтуротп устойчивость различных сульфидов в вакууме (°С)
310
Ag1S CoS PbS Cu,S HgS ZnS CdS
350 380 410 450 460 480 520
Повышение температуры нагрева зон контакта показало возможность образования в них FeaOs — CU2S, соединения CuFeS2 при температуро iSFc При последующем нагреве образца до 450° С в этой же зоне обнаруживался ферросульфат.
При контакте железа с МоЬг и Wb2 ферросульфат не замечен и частицы сульфидов сохранили четкую кристаллическую форму до 800 С.
0 Ю 20 30 40
Время, мин
Рве. 89. Влияние температуры на интенсивность потерь массы сернистого цинка прп выдержке 10 мин в среде водорода с точкой росы — 35° С.
Рве 90. Кинетика потерь массы сернистого цинка в зависимости от влажности га;$а в его состава при температурах 1000 (1—3) и 1100° С (4):
1 — вргов, точка росы — 70* С; 2 — водород, точка росы — 55° С; з—4 — водород, точка росы
При температуре 800—850° С образовалась Мо2Оз, что свидетельствует о возможном взаимодействии сульфида и кислорода, а также о восстановлении WSa ДО металлического вольфрама. Таким образом, установлені), что при температурах значительно более низких, чем температура спекания, может протекать реакция взаимодействия сульфидов металлов с образованием сульфида железа FeS и высвобождением активных металлов, способных участвовать в легировании матрицы антифрикционного материала.
Свойства серы и сульфидов как смазки в сильной степени определяются их термостабильностыо и зависят от условий трения и особенно от состава окружающей среды. На величину коэффициента трения, несущую способность и срок службы сульфидов оказывают влияние такие факторы, как структура и чистота используемого материала, размер частиц, способ введения смазки, материал трущегося тела и др.
В основном сульфиды рассматриваются в качестве структурных с майок, т. е. смазок, работоспособность которых определяется слоистым строением их структуры. Как видно из табл. 68, гексагональной структурой, у которой лучше всего выделены плоскости легкого скольжения, обладают лишь немногие из сульфидов (сульфиды титана, вольфрама, молибдсиа,
132
gHWTR, кобальта, меди, алюминия, высокотемпературная модификация toS).
Наиболее изучено поведение при трении сульфида молибдена, структура которого напоминает структуру графита с той лишь разницей, что между атомами молибдена и серы имеются тесные связи, а между слоями серы расстояния относительно велики и связи слабее. Это и вызывает скольжение между соседними кристаллическими поверхностями серы
Рис. 91. Зависимость коэффициента трения от температуры при трении на воздухе (а), в аргоне (б) и вакууме (в):
J-MoSj (природный); 2 — MoS2 (синтетический); 3 — WS2 (синтетический).
